Genteknologi anvendes til at overføre vigtige gener fra organisme til en anden organisme. Indsættelse af et fremmed gen i en anden organisms genom og gøre det til udtryk i værtscellen er mest vanskelige trin i genoverførsel. For at detektere succes med transformationsprocessen anvendes en selekterbar markør og et reportergen i det rekombinante molekyle. En selekterbar markør er en DNA-sekvens eller et gen, der udtrykker og vælger de transformerede celler fra de ikke-transformerede celler. Et reportergen er et andet gen, der bruges til at skelne transformerede celler og til at kvantificere eller detektere, hvordan det indsatte gen fungerer i værten. Den vigtigste forskel mellem selekterbar markør og reportergen er, at en selekterbar markør bruges til at screene de ikke-transformerede celler og til at signalere de transformerede celler, mens reportergenet bruges til at kvantificere niveauet af genekspression i værten.
INDHOLD
1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er markeret markør
3. Hvad er reportergen
4. Sammenligning ved siden af - Valgbar markør vs reportergen
5. Resume
Ved genteknologi indsættes genet af interesse i en passende vektor og transformeres til værtsorganismer. Imidlertid er transformationen kun succesfuld i de kompetente værtsceller, og der er en mulighed for værtsceller at afvise optagelsen af fremmed DNA. Derfor er differentiering af de transformerede og ikke-transformerede celler vigtig for at fortsætte med yderligere eksperimentering. Forskere inkorporerer derfor et selekterbart markørgen til vektor til let valg af de transformerede celler fra ikke-transformerede celler. En selekterbar markør er en DNA-sekvens, især et gen, der er nyttigt til identifikation af de transformerede celler. Dette markørgen udviser en egenskab, der passer til en kunstig udvælgelse af transformerede celler fra ikke-transformerede celler på et medie.
De mest almindelige selekterbare markører anvendt i molekylærbiologi er antibiotikaresistente gener. Et antibiotisk resistensgen indsættes i vektoren og transformeres i værtsceller især til værtsbakterien. Dette bestemte antibiotikum er inkorporeret i bakteriens voksende medium. På grund af tilstedeværelsen af den selektive markør, under de selektive betingelser, kan kun celler, der indeholder den passende selekterbare markør, overleve. Ikke-transformerede celler er ikke i stand til at vokse i det antibiotikumholdige medium. På grund af den selekterbare markør, der er antibiotikaresistent, kan transformerede celler derfor let identificeres.
Gener, der giver træk for antimetabolitter, herbicider bruges som selektive markører i kloningsvektorer inden for plantegenetik. Imidlertid har denne cotransformation af selektive markører til genetisk modificerede organismer negative effekter på miljøet og på mennesker. Frigivelse af antibiotikaresistente bakterier kan øge antibiotikaresistensen af humane patogener. Det kan forurene produktet eller biomassen med antibiotika og kan miste det selektive tryk som følge af nedbrydning og inaktivering af antibiotika.
Figur 01: Plasmidvektor til genoverførsel med selekterbar markør
Reportergener er gener, der muliggør påvisning eller måling af den indsatte genekspression. Disse reportergener kan bindes til regulatoriske sekvenser af genet af interesse for at signalere ekspressionens placering eller niveauer. Under ekspression af gener under den samme promotor transkriberes de derfor til en enkelt mRNA-sekvens og derefter oversættes til et protein, der kan indikere niveauet af genekspression.
Reportergener er af forskellige typer, og de indeholder visuelt identificerbare karakteristika, der sædvanligvis er involveret i fluorescerende og selvlysende proteiner. Gener, der koder for fluorescerende protein og enzymer, omdanner usynlige underlag til selvlysende eller farvede produkter ved at signalere den succesrige genekspression og give mulighed for kvantificering af genekspressionen.
Figur 02: Reportergenekspression
Valgbar markør vs reporter gen | |
Valgbar markør er en slags DNA-sekvens, der hjælper med at skelne transformerede celler med ikke-transformerede celler. | Reportergen er et gen, der hjælper med at kvantificere ekspressionen af det ønskede gen indsat i værtscellen. |
Arten af de producerede enheder | |
Gener kodes med egenskaber, der hjælper med kunstig selektion på voksende medier. | Gener kodes med visuelt identificerbare egenskaber. |
Anvendelse | |
Antibiotiske resistensgener, antimetabolitgener, herbicidresistensgener osv. Er eksempler til selekterbar markør. | Genkode for grønt fluorescerende protein, β-glucuronidase, Chloramphenicolacetyltransferase, rødt fluorescerende protein osv. Er eksempler. |
Valgbare markører tillader transformerede celler at vokse i selektive medier doseret med bestemt antibiotikum eller herbicid. De bruges til tidlig valg af transformerede celler. Reportergener bruges til at kvantificere ekspressionsniveauet af det ønskede indsatte gen. De tillader også differentiering af transformerede og ikke-transformerede celler. Dette er forskellen mellem selekterbar markør og reportergen. Både selekterbar markør og reportergen betragtes som vigtige markører inden for genteknologi.
Referencer:
1. Ziemienowicz, Alicja. ”Plante valgbare markører og reportergener.” SpringerLink. Springer-Verlag, n.d. Web. 23. marts 2017.
2. Shih, Chen-Han, Hsiao-Yin Chen, Hung-Chieh Lee og Huai-Jen Tsai. "Purple chromoprotein gen fungerer som en ny markeringsmarkør til transgenese af Microalga Nannochloropsis oculata." PLOS ÉN. Public Library of Science, n.d. Web. 25 mar. 2017
Billede høflighed:
1. “Plasmid med indsats” Af Michael Jeltsch - Eget arbejde (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
2. “Reportergen” Af TransControl på en.wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia